汉族人ARVC患者桥粒基因新突变的致病机制研究

致心律失常性右室心肌病（ARVC）是青壮年和运动员猝死的最常见原因之一，现已知50%以上的ARVC患者携带有桥粒基因突变，但其致病机制目前知之甚少。课题组在提出并研究"ARVC的致病机制：PG共同通路假说"、发现19个未报道的汉族人桥粒基因序列异常（均引起氨基酸序列改变）和初步完成DSG2 F531C突变转基因鼠建立的基础上，我们拟：1.通过构建相应的野生型和突变表达质粒，分别转染COS-1和HL-1细胞，研究突变桥粒蛋白成熟、与其他桥粒蛋白铆合、PG蛋白亚细胞定位、Wnt/β-catenin信号通路、CX43表达、细胞凋亡、脂肪化和纤维化等指标的变化；2.建立转基因鼠模型，观察桥粒基因突变导致ARVC的表型特征，并获取转基因鼠心肌标本进一步深入研究上述致病机制。通过该研究，拟从细胞水平和转基因动物水平分别深入探讨桥粒基因突变引起ARVC的致病机制，为该病的药物治疗或基因治疗提供新的思路。

致心律失常性右室心肌病（ARVC）是一种心肌进行性被纤维脂肪组织替代的遗传学心肌病，临床表现多为恶性室性心律失常和猝死，是青壮年和运动员猝死的常见原因。约50%ARVC患者携带有桥粒蛋白基因突变。先前我们对中国汉族家系ARVC患者基因筛查研究发现一个高度保守的DSG2-F531C基因突变。为了揭示DSG2-F531C致ARVC的分子机制，我们使用RNA干扰技术沉默HL-1细胞的DSG2基因，结果发现细胞凋亡显著增加，脂肪化和纤维化相关基因在mRNA水平显著升高，超微结构显示细胞空泡样变性、线粒体肿胀和嵴消失，表现出符合人类ARVC表型改变；同时利用基因芯片技术检测差异基因表达，结果发现心肌结构蛋白、凋亡、纤维化、脂肪化和Cx43等的mRNA表达均出现了显著的改变，特别是复极化相关的离子通道的基因mRNA表达出现了显著下调，表现出类似ARVC的分子改变。另外我们建立了心脏特异表达的DSG2-F536C转基因小鼠，突变型转基因小鼠于6周出现心功能下降，Masson染色显示左心室出现局灶性纤维化，心室肌细胞膜片钳结果显示DSG2-F536C小鼠心肌细胞动作电位时程明显延长，钠通道失活延迟和钾通道电流密度下降，免疫荧光发现闰盘区域PG蛋白显著下调而β-catenin代偿性上调，并且DSG2-F536C转基因小鼠表现出年龄依赖性的心肌纤维化表型。上述结果证实DSG2-F531C基因突变可导致进展性的ARVC表型，闰盘区桥粒结构减少、细胞凋亡增加、缝隙连接蛋白Cx43重构及细胞离子通道蛋白相关蛋白的显著下调共同参与ARVC的发生，异常细胞内定位的β-catenin相关的信号通路可能参与ARVC的致病机制。